Equipo Didáctico Térmico Intercambiador de Calor de Flujos Cruzados TE93
INTERCAMBIADOR DE CALOR DE FLUJO CRUZADO
Para estudios exhaustivos sobre los principios y el rendimiento de los intercambiadores de calor. El equipo permite a los estudiantes evaluar rápidamente las tasas de transferencia de calor por convección forzada. Supervisan la tasa de enfriamiento de un cuerpo de capacidad térmica conocida en un flujo de aire.
El aparato es de montaje en banco. Es un túnel de viento horizontal con cono de contracción, sección de trabajo, difusor, ventilador de velocidad constante y escape con silenciador. Una válvula deslizante variable controla el flujo de aire. La sección de trabajo incluye una serie de varillas dispuestas en una matriz y en ángulo recto con respecto a la dirección del flujo de aire. Para hacer experimentos, los estudiantes pueden quitar cualquiera de estas varillas y reemplazarla con un elemento cilíndrico de cobre. El elemento de cobre tiene una capacidad térmica conocida e incluye un termopar incorporado. Los estudiantes insertan el elemento, que ha sido precalentado a una temperatura específica, en la sección de trabajo a una velocidad de aire conocida. Miden el tiempo que tarda la temperatura en bajar y determinan la tasa de transferencia de calor.
Un segundo termopar en la entrada del túnel de viento mide la temperatura del aire que ingresa al intercambiador de calor. La base de la sección de trabajo incluye dos tomas de presión estática: una antes de las varillas y otra después. Estos permiten a los estudiantes medir la diferencia de presión estática a través de las varillas. Una poligonal de Pitot puede medir la velocidad del aire en cualquier punto vertical de la sección de trabajo, ya sea antes o después de las varillas.
El equipo incluye una unidad de instrumentación separada. La unidad de instrumentación tiene dos entradas para los termopares y dos pares de acoplamientos rápidos para la conexión a las tomas de presión. También incluye una fuente de calor controlada para el elemento de cobre.
Una pantalla digital en el frente de la unidad de instrumentación permite a los estudiantes ver todos los datos experimentales. Además, el equipo es totalmente compatible con el Sistema Versátil de Adquisición de Datos (VDAS®) y puede conectarse rápida y convenientemente a una unidad de interfaz de montaje en banco (VDAS-B no incluido). El uso de VDAS® permite la captura, el monitoreo, la visualización, el cálculo y la creación de gráficos precisos de datos en tiempo real de todos los parámetros relevantes en una computadora.
LOS RESULTADOS DEL APRENDIZAJE
• Determinación de las pérdidas de presión creadas por las barras de intercambio de calor y creación de un gráfico de caída de presión frente a la presión aguas arriba.
• Cálculo de la velocidad de entrada y la velocidad media a través de las varillas.
• Determinar la velocidad a la que se enfría la varilla calentada, dentro de un banco de varillas y por sí misma.
• Trazar 'curvas de enfriamiento' y usarlas para encontrar el coeficiente de transferencia de calor (h) para la varilla calentada en varias posiciones en el intercambiador de calor.
• Determinación de la distribución de velocidades (perfil) aguas abajo de las varillas.
• Conversión de resultados en valores adimensionales (típicamente usando ecuaciones de Nusselt, Prandtl y Reynolds).
• Comparación de resultados y generación de curvas de coeficientes de transferencia de calor.
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